イオン交換法によるFBR燃料再処理の研究-II

A Study on the reprocessing of spent FBR-fuel by ion exchange - II

韋 悦周*; 新井 剛*; 熊谷 幹郎*

not registered; Arai, Tsuyoshi*; Kumagai, Mikio*

本研究は、革新的技術アイデアにより経済性の高い高速炉燃料(MOX燃料)再処理プロセスを構築することを目標に、溶媒抽出法以外の湿式分離法として、イオン交換法による再処理プロセスの成立可能性を検討することを目的としている。そのため、これまでの基礎研究で得られている知見及び平成11年度の委託研究成果を基に、イオン交換分離及び抽出クロマト分離を組み合わせたFBR燃料再処理プロセスに関し、工学的観点からの定量的検討を行い、また、具体的なプラント概念検討及び建設費の推定、適用可能性評価を実施した。昨年度に策定したプロセスについて、使用溶液量および処理廃液量の低減、MA分離用吸着剤の性能改善を図るための合理化検討を行った。策定したプロセスを基に、主要工程における物質収支評価(含廃棄物発生量評価等)、工程系統図の作成、主要機器の概念検討および主要機器リストの作成を実施した。また、イオン交換再処理プラント概念を検討し、セル内概略機器配置図、概略設備配置図、概略施設平面図及び概略施設立面図を作成した。これらの成果を基に、イオン交換法を用いた湿式再処理プラントの建設費を推定し、PUREXプラントとの得失比較を行った。さらに、イオン交換法を導入した場合の特有的な技術課題を摘出し、その解決方策を提示した。

In order to develop an economically efficient wet separation process other than solvent extraction for reprocessing spent FBR-fuel (MOX fuel), we have investigated the possibility of an advanced ion exchange process. Based on the results of fundamental research and the fruits of this research in last year, the proposed FBR-fuel reprocessing process which consists of anion exchange separation and extraction chromatography separation has been studicd quantitatively from the engineering aspect. The plant concept, construction cost, applicability of this process were investigated and preliminarily evaluated. The proposed process was improved to reduce the amounts of operation solution and waste generation, and to enhance the properties of the impregnation adsorbents for MA separation. The mass balance including waste generation in main processes was evaluated. The operation flow sheets for each process were drawn. The main machines were conceptually designed. Furthermore, conceptual design for the reprocessing plant using ion exchange and extraction chromatography was executed and the installation layouts of the machines, equipment and facilities were examined and designed. Based on the research results, the construction cost for the reprocessing plant was estimated and compared with the existing PUREX plant. Finally, the subjects resulted from the introduction of the ion exchange process were extracted and the considerations for solving these subjects were also indicated.